基于电阻变化器的存储器：从内存计算、深度学习加速、脉冲神经网络到神经形态计算的未来

Apr, 2020

基于电阻变化器的存储器：从内存计算、深度学习加速、脉冲神经网络到神经形态计算的未来

Memristors -- from In-memory computing, Deep Learning Acceleration, Spiking Neural Networks, to the Future of Neuromorphic and Bio-inspired Computing

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Adnan Mehonic, Abu Sebastian, Bipin Rajendran, Osvaldo Simeone, Eleni Vasilaki...

TL;DR本文综述深度学习、电晕电阻存储器（Memristors）和尖峰神经网络等人工智能领域的新技术。文章重点讨论了依赖非冯・诺依曼体系结构的计算和定制学习和推理算法的必要性，并展望了未来神经形态的计算系统。

Abstract

Machine learning, particularly in the form of deep learning, has driven most of the recent fundamental developments in artificial intelligence. Deep learning is based on computational models that are, to a certai

deep learning memristors power-efficient computing spiking neural networks artificial intelligence

发现论文，激发创造

低功耗神经形态处理硬件

本文回顾了构建新一类仿效人脑以时间编码和处理信息的信息处理引擎所涉及的一些体系结构和系统级设计方面，以解决能效问题。

Jan, 2019

基于记忆元件的神经形态硬件在神经网络应用中的研究

本研究通过利用 memristive 和 memcapacitive 交叉阵列在低功耗机器学习加速器中的应用，提供了一个综合的深度神经网络 (DNN) 的共同设计框架；该模型采用混合 Python 和 PyTorch 方法实现，考虑了各种非理想因素，在 8 层 VGG 网络上，对 CIFAR-10 数据集分别使用 memristive 和 memcapacitive 交叉阵列，实现了卓越的训练准确率 (90.02% 和 91.03%)；此外，本文还引入了一种使用运算跨导放大器 (OTA) 和电容器模拟 meminductor 设备的新方法，展示了可调节的行为；在 60 MHz 下，180 nm CMOS 技术的晶体管级仿真表明所提出的 meminductor 模拟器具有 0.337 mW 的功耗，进一步在神经形态电路和 CNN 加速器中进行了验证，训练和测试准确率分别达到了 91.04% 和 88.82%，值得注意的是，仅使用 MOS 晶体管确保了单片 IC 制造的可行性，这项研究为探索高效和高性能的机器学习应用的先进硬件解决方案作出了重大贡献。

Mar, 2024

记忆电阻池学会学习

利用学习到学习框架，本文成功识别出膜电位的行为特征和最优超参数，这些特征与以前的研究相吻合，这表明 memristive reservoirs 可以模拟尖峰神经元的膜电位行为，并且可以作为尖峰电流和连续过程之间的接口。

Jun, 2023

脉冲神经网络的硬件实现与挑战：一项调查

该文概述了脉冲神经网络及其硬件实现的现状和趋势，介绍了在算法选择和训练机制方面的工作，描述了利用硬件提高该算法特性的策略以及相关的优点和挑战。

May, 2020

基于可调节动力学和短期可塑性的脑启发式储罐计算使用忆阻器

近期，关于储层计算的研究取得了重大突破，需要具有能够实现储层物理实现的动力学的模拟装置，以实现更快的信息处理速度、更低的能量消耗和较小的面积占用。通过电压相关动态的离子通道基础箱体，我们展示了只需一次数据编码并通过一个包含具有不同动力学特性的多个箱体的储层层的数据输入方法的可行性，并通过实验证明了这种方法的预测和分类准确率高于传统方法。

Oct, 2023

神经形态学系统的存储和信息处理

本文介绍支持皮层网络和深度神经网络模型的仿生处理器架构的调查和优点，这些架构从串行时钟实现的多神经元系统到纯数字系统和混合模拟 / 数字系统，实现更类似生物神经系统的神经元和突触模型，并描述了需要解决的挑战。

Jun, 2015

神经形态学方法在图像处理与机器视觉中的应用

本文研究神经形态工程的应用，探讨图像处理中的视觉任务、异性扩散和神经形态视觉传感器的角色；介绍 memristors 在执行图像分割和实现人工视觉系统中的应用，讨论硬件加速器的使用，和异步信号传输协议，同时探讨计算机视觉进展可能直接受益于非易失性记忆器技术的案例。

Aug, 2022

深度网络加速器在医疗和生物医学应用中的硬件实现

本文介绍了各种技术如何被用于发展高效的深度学习加速器以解决医疗保健中的医学诊断、模式识别和信号处理等问题，同时探讨脉冲神经形态处理器如何拓展更多医学信号。最终，该文为读者提供了关于医疗保健和生物医学领域中不同加速器和神经形态处理器的优缺点、挑战和机遇的分析。

Jul, 2020

学习内存访问模式

利用深度学习解决内存性能瓶颈问题，采用神经网络进行内存预取，取得更高的准确率和召回率。

Mar, 2018

深度学习加速的数字硬件视角：是否需要加速处理器？

该研究比较了人工神经网络和脉冲神经网络的数字硬件加速技术和平台，以回答在设计新硬件时何时应参考大脑并何时应忽略的问题。

Jun, 2023